Preview

Frontier Materials & Technologies

Расширенный поиск

ВЛИЯНИЕ ФРИКЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ НА МИКРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА NiCrBSi ПОКРЫТИЯ, ПОЛУЧЕННОГО ЛАЗЕРНОЙ НАПЛАВКОЙ

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-4-135-140

Полный текст:

Аннотация

NiCrBSi покрытия находят широкое применение в различных отраслях промышленности как при восстановлении изношенных деталей, так и для улучшения качества поверхности новых изделий, подверженных в условиях эксплуатации воздействию высоких контактных нагрузок, температур и агрессивных сред. Возможно использование фрикционной обработки таких покрытий в качестве финишной операции. Это позволяет обеспечить одновременно дополнительное повышение прочностных и трибологических свойств, формирование благоприятных сжимающих напряжений, а также низкую шероховатость поверхности. В настоящей работе для оценки механических характеристик покрытия ПГ-СР2 (0,48 % C; 14,8 % Cr; 2,6 % Fe; 2,9 % Si; 2,1 % B; остальное – Ni) с фрикционно обработанным поверхностным слоем применялось микроиндентирование, позволяющее записывать диаграммы нагружения и разгружения индентора, и измерения микротвердости при разных нагрузках (0,098–9,81 Н), обеспечивающие различную глубину внедрения индентора. Сравнение данных микротвердости и микроиндентирования поверхности покрытия ПГ-СР2 в различном состоянии показало, что фрикционная обработка индентором из природного алмаза в аргоне, индентором из мелкодисперсного нитрида бора DBN на воздухе, индентором из твердого сплава ВК8 в аргоне при нагрузке 350 Н способствовала повышению микромеханических характеристик по сравнению с электрополированным состоянием. При этом наиболее эффективное упрочнение поверхностного слоя NiCrBSi покрытия достигается при обработке индентором из мелкодисперсного нитрида бора на воздухе при нагрузке 350 Н. Механическое шлифование на станке обеспечивает существенно меньшие уровни микромеханических характеристик, чем фрикционная обработка по такому режиму. Результаты микроиндентирования могут быть соотнесены с развитием различных механизмов изнашивания при абразивном воздействии и трении скольжения. 

Об авторах

Наталья Николаевна Соболева
Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, Екатеринбург
Россия

кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории конструкционного материаловедения



Алексей Викторович Макаров
Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, Екатеринбург
Россия

доктор технических наук, заведующий отделом материаловедения и лабораторией механических свойств



Ирина Юрьевна Малыгина
Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург
Россия

кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории конструкционного материаловедения



Список литературы

1. Navas С., Colaco R., De Damborenea J., Vilar R. Abrasive wear behavior of laser clad and flame sprayed-melted NiCrBSi coatings // Surface and Coatings Technology. 2006. Vol. 200. № 24. P. 6854–6862.

2. Fernández E., Cadenas M., Gonsález R., Navas C., Fernández R., Damborenea J.D. Wear behaviour of laser clad NiCrBSi coating // Wear. 2005. Vol. 259. № 7-12. P. 870–875.

3. Xu G., Kutsuna M., Liu Z., Zhang H. Characteristics of Ni-based coating layer formed by laser and plasma cladding processes // Materials Science and Engineering A. 2006. Vol. 417. № 1-2. P. 63–72.

4. Xu G., Kutsuna M., Liu Z. СO2 laser cladding and plasma cladding of Ni-based alloy powder on the SUS316LN stainless steel // JSME International Journal C. 2006. Vol. 49. № 2. P. 370–378.

5. González R., Cadenas M., Fernández R., Cortizo J.L., Rodriguez E. Wear behaviour of flame sprayed NiCrBSi coating remelted by flame or by laser // Wear. 2007. Vol. 262. № 3-4. P. 301–307.

6. Gómez-del Río T., Garrido M.A., Fernández J.E., Cadenas M., Rodriguez J. Influence of the deposition techniques on the mechanical properties and microstructure of NiCrBSi coatings // Journal of Materials Processing Technology. 2008. Vol. 204. № 1-3. P. 304–312.

7. Соболева Н.Н., Макаров А.В., Малыгина И.Ю. Упрочняющая фрикционная обработка NiCrBSi лазерного покрытия // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2013. № 4. С. 79–85.

8. Soboleva N.N., Makarov A.V., Malygina I.Yu., Savrai R.A. Wear Resistance of a Laser-Clad NiCrBSi Coating Hardened by Frictional Finishing // AIP Conference Proceedings. 2016. Vol. 1785. № 030028.

9. Макаров А.В., Соболева Н.Н., Саврай Р.А., Малыгина И.Ю. Повышение микромеханических свойств и износостойкости хромоникелевого лазерного покрытия финишной фрикционной обработкой // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2015. № 4. С. 60–67.

10. Xuan H.-F., Wang Q.-Y., Bai S.-L., Liu Z.-D., Sun H.-G., Yan P.-C. A study on microstructure and flame erosion mechanism of a graded Ni–Cr–B–Si coating prepared by laser cladding // Surface and Coatings Technology. 2014. Vol. 244. P. 203–209.

11. Serres N., Portha N., Machi F. Influence of salt fog aging tests on mechanical resistance of laser clad-coatings // Surface and Coatings Technology. 2011. Vol. 205. P. 5330–5337.

12. Houdková Š., Smazalová E., Vostřák M., Schubert J. Properties of NiCrBSi coating, as sprayed and remelted by different technologies // Surface and Coatings Technology. 2014. Vol. 253. P. 14–26.

13. ISO 14577-1:2002. Metallic materials. Instrumented indentation test for hardness and materials parameters. Part 1: Test method. 31 p.

14. Oliver W.C., Pharr J.M. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments // Journal of Materials Research. 1992. Vol. 7. № 6. P. 1564–1583.

15. Page T.F., Hainsworth S.V. Using nanoindentation techniques for the characterization of coated systems: a critique // Surface and Coatings Technology. 1993. Vol. 61. № 1–3. P. 201–208.

16. Петржик М.И., Левашов Е.А. Современные методы изучения функциональных поверхностей перспективных материалов в условиях механического контакта // Кристаллография. 2007. Т. 52. № 6. С. 1002–1010.

17. Петржик М.И., Филонов М.Р., Печёркин К.А., Левашов Е.А., Олесова В.Н., Поздеев А.И. Износостойкость и механические свойства сплавов медицинского назначения // Известия ВУЗов. Цветная металлургия. 2005. № 6. C. 62–69.

18. Фирстов С.А., Горбань В.Ф., Печковский Э.П. Новые методологические возможности определения механических свойств современных материалов методом автоматического индентирования // Наука та інновації. 2010. Т. 6. № 5. С. 7–18.

19. Cheng Y.T., Cheng C.M. Relationships between hardness, elastic modulus and the work of indentation // Applied Physics Letters. 1998. Vol. 73. № 5. P. 614–618.

20. Mayrhofer P.H., Mitterer C., Musil J. Structure-property relationships in single- and dual-phase nanocrystalline hard coatings // Surface and Coatings Technology. 2003. Vol. 174–175. P. 725–731.

21. Макаров А.В., Поздеева Н.А., Саврай Р.А., Юровских А.С., Малыгина И.Ю. Повышение износостойкости закаленной конструкционной стали наноструктурирующей фрикционной обработкой // Трение и износ. 2012. Т. 33. № 6. С. 587–598.


Рецензия

Для цитирования:


Соболева Н.Н., Макаров А.В., Малыгина И.Ю. ВЛИЯНИЕ ФРИКЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ НА МИКРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА NiCrBSi ПОКРЫТИЯ, ПОЛУЧЕННОГО ЛАЗЕРНОЙ НАПЛАВКОЙ. Вектор науки Тольяттинского государственного университета . 2017;(4):135-140. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-4-135-140

For citation:


Soboleva N.N., Makarov A.V., Malygina I.Yu. THE INFLUENCE OF FRICTIONAL THEATMENT ON THE MICROMECHANICAL PROPERTIES OF NiCrBSi COATING PRODUCED BY LASER CLADDING. Science Vector of Togliatti State University . 2017;(4):135-140. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-4-135-140

Просмотров: 15


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4039 (Print)
ISSN 2782-6074 (Online)